Giáo trình Sức bền Vật liệu - Chương 1: Các khái niệm cơ bản

Nội dung text: Giáo trình Sức bền Vật liệu - Chương 1: Các khái niệm cơ bản

1. LOGO trangtantrien@hcmute.edu.vn
2. 1 Đối Tượng và Nhiệm Vụ Của Mơn Học 2 Phân Loại Chi Tiết Trong Sức Bền Vật Liệu 3 Ngoại Lực – Nội Lực 4 Ứng Suất 5 Liên Hệ Giữa Ứng Suất và Các Thành Phần Nội Lực 6 Biến Dạng 7 Các Giả Thiết Cơ Bản Về Vật Liệu 8 Nguyên Lý Cộng Tác Dụng Của Lực
3. 1 Đối Tượng và Nhiệm Vụ Của Mơn Học * Đối tượng: Vật thật * Chi tiết làm bằng vật liệu gì? * Chi tiết cĩ hình dáng, kích thước cụ thể * Chi tiết bị thay đổi hình dáng, kích thước, bị phá hủy khi chịu tác dụng của lực
4. 1 Đối Tượng và Nhiệm Vụ Của Mơn Học * Nhiệm vụ của mơn học: đưa ra các phương pháp để xác định kích thước cần thiết và vật liệu phù hợp cho các bộ phận cơng trình hay chi tiết máy với yêu cầu chi phí vật liệu ít nhất mà vẫn đảm bảo: + Điều kiện bền: Các chi tiết máy hay các bộ phận cơng trình làm việc bền vững và lâu dài mà khơng bị gãy, vỡ.
5. 1 Đối Tượng và Nhiệm Vụ Của Mơn Học + Điều kiện cứng Những thay đổi về hình dáng và kích thước của chi tiết máy hay các bộ phận của cơng trình khơng được vượt quá giá trị cho phép.
6. 1 Đối Tượng và Nhiệm Vụ Của Mơn Học + Điều kiện ổn định Các bộ phận của từng kết cấu cơng trình phải bảo tồn hình dạng hình học của kết cấu khi chịu lực, nhằm loại trừ các hiện tượng dẫn đến mất ổn định như cong vênh hoặc méo mĩ.
7. 2 Phân Loại Chi Tiết Trong Sức Bền Vật Liệu * Chi tiết dạng thanh
8. 2 Phân Loại Chi Tiết Trong Sức Bền Vật Liệu * Chi tiết dạng thanh
9. 2 Phân Loại Chi Tiết Trong Sức Bền Vật Liệu Thanh được đặc trưng bởi trục thanh và mặt cắt ngang
10. 2 Phân Loại Chi Tiết Trong Sức Bền Vật Liệu + Phân loại thanh - Thanh thẳng - Thanh cong - Thanh phẳng - Thanh khơng gian
11. 2 Phân Loại Chi Tiết Trong Sức Bền Vật Liệu * Chi tiết dạng tấm, vỏ
12. 2 Phân Loại Chi Tiết Trong Sức Bền Vật Liệu * Chi tiết dạng khối
13. 3 Ngoại Lực – Nội Lực 3.1 Ngoại Lực: * Ngoại lực là tất cả các yếu tố từ bên ngồi tác động lên đối tượng khảo sát. * Phân loại ngoại lực - Lực tập trung
14. 3 Ngoại Lực – Nội Lực - Lực phân bố + Lực phân bố đường: q , thứ nguyên: [lực]/[chiều dài]
15. 3 Ngoại Lực – Nội Lực - Lực phân bố + Lực phân bố đường: q , thứ nguyên: [lực]/[chiều dài]
16. 3 Ngoại Lực – Nội Lực + Lực phân bố mặt: p , thứ nguyên: [lực]/[chiều dài]2 + Lực phân bố khối:  , thứ nguyên: [lực]/[chiều dài]3 Lực phân bố khối : lực trọng trường, lực quán tính, lực điện từ,
17. 3 Ngoại Lực – Nội Lực 3.2 Nội Lực: * Nội lực là lượng thay đổi lực liên kết giữa các phân tử trong một chi tiết do sự thay đổi hình dáng, kích thước của vật rắn dưới tác động của ngoại lực.
18. 3 Ngoại Lực – Nội Lực * Cách xác định nội lực: sử dụng phương pháp mặt cắt P1 P2 Pn O P3 P 6 P1 P4 P5 P2 Pn OO P3 P6 P4 P5
19. 3 Ngoại Lực – Nội Lực * Cách xác định nội lực: sử dụng phương pháp mặt cắt P1 P2 Pn ()A Nội Lực ()B P3 P6 P 4 P5 => Nội lực là lực phát sinh trên mặt cắt.
20. 3 Ngoại Lực – Nội Lực P1 P2 Pn ()A Nội Lực ()B P3 P6 P 4 P5 * Nội lực là lực phát sinh trên mặt cắt. * Nội lực phụ thuộc vào vị trí của mặt cắt, từng điểm trên mặt cắt và ngoại lực tác dụng lên vật. * Nội lực cân bằng với ngoại lực tác dụng lên vật.
21. 3 Ngoại Lực – Nội Lực * Thu gọn hệ nội lực phân bố trên mặt cắt về trọng tâm mặt cắt ta được P1 P2 M Pn R C C P3 M R P6 P4 P5 R : Véctơ chính nội lực M : Mơmen chính nội lực
22. 3 Ngoại Lực – Nội Lực * Thu gọn hệ nội lực phân bố về tâm mặt cắt ta được P 3 M R P4 C P 2 A C B P 1 R M Pn R : Véctơ chính nội lực M : Mơmen chính nội lực * Các thành phần nội lực Pn + Lực dọc N z Kéo-nén M A z + Lực cắt Q , Q Cắt M x x y C Nz z P2 Q + Mơmen xoắn M Xoắn x M z x y Qy P 1 + Mơmen uốn M x , M y Uốn y
23. 4 Ứng Suất P1 * Ứng suất trung bình: q Vi phân nội lực q P A u 2 tb F F Vi phân diện tích P3 => Ứng suất bằng cường độ của nội lực trên một đơn vị diện tích q dq U * Ứng suất tại một điểm: A lim F 0 F dF * Thứ nguyên của ứng suất: [lực]/[chiều dài]2 2 2 Ứng suất cĩ đơn vị: N/m ; kN/cm
24. 4 Ứng Suất * Ý nghĩa của ứng suất: ứng suất tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho khả năng chịu đựng của vật liệu tại điểm đĩ và là tiêu chí để kiểm tra bền. * Phân loại ứng suất: + : Ứng suất pháp   n +  : Ứng suất tiếp t
25. 6 Biến Dạng P * Biến dạng: là sự 2 ' P thay đổi hình dáng, A 3 A A kích thước của chi P 1 B' tiết khi chịu tác dụng O' của ngoại lực. O B O B Pn * Phân loại biến dạng: - Biến dạng dài: là lượng thay đổi chiều dài P4 ' ' + Biến dạng dài tuyệt đối: L O A OA L O ' A' OA + Biến dạng dài tương đối:  % L OA - Biến dạng gĩc (Biến dạng trượt): là lượng thay đổi của gĩc vuơng  AOB ''' 2 * Chuyển vị: là sự thay đổi vị trí của một điểm thuộc vật trước và sau khi vật bị biến dạng.
26. 7 Các Giả Thiết Cơ Bản Về Vật Liệu * Vật liệu liên tục: khơng tồn tại các khuyết tật bên trong chi tiết. * Vật liệu đồng nhất: Vật liệu cĩ cùng tính chất (cơ học, hĩa học) ở mọi điểm bên trong chi tiết. * Vật liệu đẳng hướng: Tại mỗi điểm trong vật tính chất cơ, lý như nhau theo mọi phương. * Vật liệu đàn hồi lý tưởng: khơng tồn tại biến dạng dư bên trong chi tiết. (Đàn hồi tuyến tính) * Biến dạng và chuyển vị của vật là rất nhỏ so với kích thước của vật: cho phép ta áp dụng nguyên lý cộng tác dụng. 8 Nguyên Lý Cộng Tác Dụng Của Lực Ứng suất và biến dạng do một hệ lực gây ra sẽ bằng tổng ứng suất và biến dạng do từng lực tác dụng riêng rẽ gây ra.
27. trangtantrien@hcmute.edu.vn